Jaká je schopnost populace přizpůsobit se. Populace. Mutace a přirozený výběr

V přírodě je každý existující druh komplexním komplexem nebo dokonce systémem vnitrodruhových skupin, které zahrnují jednotlivce se specifickými strukturálními, fyziologickými a behaviorálními rysy. Takové vnitrodruhové sdružení jednotlivců je počet obyvatel.

Slovo „populace“ pochází z latiny „populus“ - lidé, populace. Proto, počet obyvatel - soubor jedinců stejného druhu žijících na určitém území, tj. ti, kteří se křížili jen mezi sebou. Termín „populace“ se v současné době používá v užším slova smyslu, když hovoříme o specifické vnitrodruhové skupině obývající určitou biogeocenózu, a v širokém obecném smyslu - k označení izolovaných skupin druhu bez ohledu na to, na jakém území se nacházejí a jakou genetickou informaci nese.

Členové jedné populace na sebe navzájem vyvíjejí neméně vliv než fyzické faktory prostředí nebo jiných druhů společně žijících organismů. V populacích se všechny formy spojení charakteristické pro mezidruhové vztahy projevují do té či oné míry, ale nejvýraznější mutualistic (vzájemně prospěšné) a konkurenční. Populace mohou být monolitické nebo sestávat ze seskupení na úrovni subpopulace - rodiny, klany, stáda, stáda atd. Spojení organismů jednoho druhu do populace vytváří kvalitativně nové vlastnosti. Ve srovnání s životem jednotlivého organismu může populace existovat velmi dlouho.

Populace zároveň připomíná organismus jako biosystém, protože má určitou strukturu, integritu, genetický program sebereprodukce a schopnost autoregulace a přizpůsobení. Interakce lidí s druhy organismů v životním prostředí, v přírodním prostředí nebo pod ekonomickou kontrolou člověka je obvykle zprostředkována populacemi. Je důležité, aby mnoho vzorů populační ekologie platilo i pro lidské populace.

Počet obyvatel je genetická jednotka druhu, jejíž změny jsou prováděny vývojem druhu. Jako skupina společně žijících jedinců stejného druhu je populace prvním nadorganickým biologickým makrosystémem. Adaptivní schopnosti populace jsou mnohem vyšší než u jejích jednotlivců. Populace jako biologická jednotka má určitou strukturu a funkce.

Populační struktura charakterizováno jejími jednotlivci a jejich distribucí v prostoru.

Populační funkce jsou podobné funkcím jiných biologických systémů. Vyznačují se růstem, vývojem, schopností udržovat existenci v neustále se měnících podmínkách, tj. populace mají specifické genetické a ekologické vlastnosti.

V populacích existují zákony, které umožňují použití omezených zdrojů životního prostředí tímto způsobem, aby se zajistilo opuštění potomstva. Populace mnoha druhů mají vlastnosti, které jim umožňují regulovat jejich počet. Udržování optimálního počtu za těchto podmínek se nazývá homeostáza populace.

Populace tedy jako sdružení skupin mají řadu specifických vlastností, které nejsou vlastní každému jednotlivci. Hlavní charakteristiky populací: velikost, hustota, plodnost, úmrtnost, rychlost růstu.

Populace se vyznačuje určitou organizací. Rozložení jednotlivců na území, poměr skupin podle pohlaví, věku, morfologických, fyziologických, behaviorálních a genetických charakteristik odráží struktura populace. Vzniká na jedné straně na základě obecných biologických vlastností druhu a na druhé straně pod vlivem abiotických faktorů prostředí a populací jiných druhů. Struktura populací je proto adaptivní.

Adaptivní schopnosti druhu jako celku jako systému populací jsou mnohem širší než adaptivní vlastnosti každého jednotlivce.

Populační struktura druhu

Prostor nebo oblast obsazená populací se může lišit jak u různých druhů, tak u stejného druhu. Velikost oblasti populace je do značné míry určena mobilitou jednotlivců nebo poloměrem individuální aktivity. Pokud je poloměr individuální aktivity malý, velikost oblasti populace je obvykle také malá. V závislosti na velikosti okupovaného území tři typy populací: základní, ekologické a geografické (obr. 1).

Postava: 1. Prostorové členění populací: 1 - druhová oblast; 2-4 - respektive geografické, ekologické a základní populace

Rozlišovat pohlaví, věk, genetickou, prostorovou a ekologickou strukturu populací.

Sexuální struktura populace představuje poměr jednotlivců různého pohlaví.

Věková struktura populace - poměr ve složení populace jednotlivců různého věku představujících jednoho nebo různých potomků jedné nebo několika generací.

Genetická struktura populace Je určována variabilitou a rozmanitostí genotypů, frekvencemi variací jednotlivých genů - alel a také rozdělením populace do skupin geneticky blízkých jedinců, mezi nimiž při křížení dochází k neustálé výměně alel.

Prostorová struktura obyvatelstva - povaha umístění a distribuce jednotlivých členů populace a jejich seskupení v dané oblasti. Prostorová struktura populací se výrazně liší u sedavých a kočovných nebo stěhovavých zvířat.

Ekologická struktura populace je rozdělení jakékoli populace do skupin jednotlivců, kteří různými způsoby interagují s faktory prostředí.

Každý druh zaujímající určité území ( plocha), představovaný systémem populací. Čím složitěji je členěné území členité, tím více příležitostí existuje k izolaci jednotlivých populací. Populační struktura druhu však není méně ovlivňována jeho biologickými vlastnostmi, jako je mobilita jeho jednotlivých jedinců, míra jejich připevnění k území a schopnost překonávat přirozené bariéry.

Izolace populací

Pokud se členové druhu neustále mísí a mísí na rozsáhlých plochách, je takový druh charakterizován malým počtem velkých populací. Se špatně vyvinutými schopnostmi pohybu se tvoří mnoho malých populací ve složení druhu, což odráží mozaikovou povahu krajiny. U rostlin a sedavých zvířat je počet populací přímo úměrný stupni heterogenity prostředí.

Stupeň izolace sousedních populací druhu je odlišný. V některých případech jsou ostře odděleny nevhodným územím pro obývání a jsou jasně lokalizováni v prostoru, například populace okouna a lína v jezerech izolovaných od sebe.

Opačnou možností je kontinuální osídlení rozsáhlých území pohledem. V rámci stejného druhu mohou existovat populace s dobře rozlišitelnými i rozmazanými hranicemi a v rámci druhu mohou být populace zastoupeny skupinami různých velikostí.

Vazby mezi populacemi podporují druh jako celek. Příliš dlouhá a úplná izolace populací může vést k tvorbě nových druhů.

Rozdíly mezi jednotlivými populacemi jsou vyjádřeny v různé míře. Mohou ovlivnit nejen jejich skupinové charakteristiky, ale také kvalitativní vlastnosti fyziologie, morfologie a chování jednotlivých jedinců. Tyto rozdíly vznikají hlavně pod vlivem přirozeného výběru, který každou populaci přizpůsobuje konkrétním podmínkám její existence.

Klasifikace a struktura populací

Povinným rysem populace je její schopnost samostatně existovat na daném území po neomezeně dlouhou dobu z důvodu reprodukce a nikoli příliv jednotlivců zvenčí. Dočasné osídlení různých velikostí nepatří do kategorie populací, ale jsou považovány za subdivize intrapopulace. Z těchto pozic není druh zastoupen hierarchickou podřízeností, ale prostorovým systémem sousedních populací různých měřítek a s různým stupněm spojení a izolace mezi nimi.

Populace lze klasifikovat podle jejich prostorové a věkové struktury, hustoty, kinetiky, stálosti nebo změny stanovišť a dalších ekologických kritérií.

Územní hranice populací různých druhů se neshodují. Rozmanitost přírodních populací je také vyjádřena v rozmanitosti typů jejich vnitřní struktury.

Hlavními ukazateli struktury populací jsou počet, distribuce organismů ve vesmíru a poměr různě kvalitních jedinců.

Jednotlivé rysy každého organismu závisí na charakteristikách jeho dědičného programu (genotypu) a na tom, jak je tento program implementován v průběhu ontogeneze. Každý jedinec má určitou velikost, pohlaví, charakteristické rysy morfologie, vlastnosti chování, vlastní limity vytrvalosti a přizpůsobivost změnám prostředí. Distribuce těchto znaků v populaci také charakterizuje její strukturu.

Struktura populace není stabilní. Růst a vývoj organismů, zrození nových, smrt z různých důvodů, změny v podmínkách prostředí, zvýšení nebo snížení počtu nepřátel - to vše vede ke změně různých poměrů v populaci. Protože jaká je struktura populace v daném časovém období, směr jeho dalších změn do značné míry závisí.

Pohlavní struktura populace

Genetický mechanismus určení pohlaví poskytuje rozdělení potomků podle pohlaví v poměru 1: 1, tzv. Poměr pohlaví. To ale neznamená, že stejný poměr je charakteristický pro populaci jako celek. Pohlaví spojené rysy často definují významné rozdíly ve fyziologii, ekologii a chování mezi ženami a muži. Vzhledem k odlišné životaschopnosti mužských a ženských organismů se tento primární poměr často liší od sekundárního, zejména od terciárního, který je charakteristický pro dospělé. U lidí je tedy poměr sekundárního pohlaví 100 dívek k 106 chlapcům, ve věku 16–18 let je tento poměr vyrovnán kvůli zvýšené úmrtnosti mužů a ve věku 50 let je to 85 mužů na 100 žen a ve věku 80–50 mužů na 100 žen.

Poměr pohlaví v populaci není stanoven pouze genetickými zákony, ale do určité míry také pod vlivem prostředí.

Věková struktura populace

Plodnost a úmrtnost, populační dynamika přímo souvisí s věkovou strukturou populace. Populace se skládá z jednotlivců různého věku a pohlaví. Pro každý druh a někdy i pro každou populaci v rámci druhu jsou charakteristické jeho vlastní poměry věkových skupin. Ve vztahu k populaci se obvykle liší tři ekologické věky: pre-reprodukční, reprodukční a post-reprodukční.

S věkem se přirozeně a velmi významně mění požadavky jednotlivce na životní prostředí a odolnost vůči jeho individuálním faktorům. V různých stadiích ontogeneze může dojít ke změně stanoviště, změně typu výživy, povaze pohybu a obecné činnosti organismů.

Věkové rozdíly v populaci významně zvyšují její ekologickou heterogenitu, a tím i odolnost vůči životnímu prostředí. Pravděpodobnost se zvyšuje, že při silných odchylkách podmínek od normy v populaci zůstane alespoň část životaschopných jedinců a bude schopna pokračovat ve své existenci.

Věková struktura populace je adaptivní. Je vytvořen na základě biologických vlastností druhu, ale vždy odráží také sílu dopadu environmentálních faktorů.

Věková struktura populací rostlin

V rostlinách je věková struktura cenopopulace, tj. populace konkrétní fytocenózy je určena poměrem věkových skupin. Absolutní nebo kalendářní věk rostliny a její věkový stav nejsou totožné pojmy. Rostliny stejného věku mohou být v různých věkových státech. Věk nebo ontogenetický stav jedince je stádiem jeho ontogeneze, ve kterém je charakterizován určitými vztahy s prostředím.

Věková struktura cenopopulace je do značné míry dána biologickými charakteristikami druhu: četnost plodů, počet vyprodukovaných semen a vegetativních primordií, schopnost omladit vegetativní primordie, rychlost přechodu jedinců z jednoho stáří do druhého, schopnost vytvářet klony atd. Projev všech těchto biologických rysů v jejich vlastní obrat závisí na podmínkách prostředí. Mění se také průběh ontogeneze, který se může u jednoho druhu vyskytovat v mnoha variantách.

Různé velikosti rostlin se liší vitalita jednotlivci v každé věkové skupině. Vitalita jedince se projevuje v síle jeho vegetativních a generativních orgánů, která odpovídá množství akumulované energie, a v odolnosti proti nepříznivým vlivům, která je dána schopností regenerace. Vitalita každého jedince se v ontogenezi mění podél křivky s jedním vrcholem, zvyšuje se ve vzestupné větvi ontogeneze a klesá v sestupné.

Mnoho lučních, lesních, stepních druhů, když se pěstují ve školkách nebo na plodinách, tj. na nejlepším agrotechnickém pozadí snížit jejich ontogenezi.

Schopnost změnit cestu ontogeneze zajišťuje přizpůsobení se měnícím se podmínkám prostředí a rozšiřuje ekologickou mezeru druhu.

Věková struktura populací zvířat

V závislosti na charakteristikách reprodukce mohou příslušníci populace patřit ke stejné generaci nebo k různým generacím. V prvním případě jsou všichni jedinci věkově blízcí a přibližně současně procházejí dalšími fázemi životního cyklu. Načasování reprodukce a průchod jednotlivých věkových stádií se obvykle omezuje na konkrétní roční období. Počet těchto populací je zpravidla nestabilní: silné odchylky podmínek od optima v kterékoli fázi životního cyklu ovlivňují celou populaci najednou a způsobují významnou úmrtnost.

U druhů s jedinou reprodukcí a krátkými životními cykly se během roku mění několik generací.

Když lidé využívají přirozené populace zvířat, je nesmírně důležité brát v úvahu jejich věkovou strukturu. U druhů s velkým ročním náborem lze odstranit větší část populace, aniž by hrozilo oslabení jejích počtů. Například u růžového lososa, který dozrává ve druhém roce života, je možné ulovit až 50–60% rozmnožujících se jedinců, aniž by hrozil další pokles velikosti populace. U lososa, který později dospěl a má složitější věkovou strukturu, by měla být míra odstraňování z dospělého stáda nižší.

Analýza věkové struktury pomáhá předvídat velikost populace během života řady dalších generací.

Prostor obsazený populací mu poskytuje živobytí. Každé území může krmit pouze určitý počet jedinců. Úplnost využití dostupných zdrojů přirozeně závisí nejen na celkové velikosti populace, ale také na rozložení jednotlivců ve vesmíru. To se jasně projevuje u rostlin, jejichž krmná plocha nemůže být menší než určitá mezní hodnota.

V přírodě se téměř obyčejné uspořádané rozložení jedinců na okupovaném území vyskytuje jen zřídka. Nejčastěji jsou však členové populace nerovnoměrně rozmístěni ve vesmíru.

V každém konkrétním případě se typ distribuce v obsazeném prostoru ukáže jako adaptivní, tj. umožňuje optimální využití dostupných zdrojů. Rostliny v cenopopulaci jsou nejčastěji extrémně nerovnoměrně rozloženy. Hustší střed kupy je často obklopen jednotlivci, kteří jsou umístěni méně hustě.

Prostorová heterogenita cenopopulace je spojena s povahou vývoje klastrů v čase.

U zvířat jsou způsoby uspořádání územních vztahů díky jejich mobilitě rozmanitější než u rostlin.

U vyšších zvířat je distribuce intrapopulace regulována instinktivním systémem. Vyznačují se zvláštním teritoriálním chováním - reakcí na umístění dalších členů populace. Sedavý životní styl je však plný hrozby rychlého vyčerpání zdrojů, pokud je hustota obyvatelstva příliš vysoká. Celková rozloha obyvatel je rozdělena do samostatných jednotlivých nebo skupinových oblastí, čímž se dosáhne řádného využívání zásob potravin, přírodních úkrytů, hnízdišť atd.

Navzdory teritoriální izolaci členů populace je mezi nimi udržována komunikace pomocí systému různých signálů a přímých kontaktů na hranicích majetku.

„Zabezpečení místa“ je dosaženo různými způsoby: 1) střežením hranic obsazeného prostoru a přímou agresí vůči cizinci; 2) speciální rituální chování, které prokazuje hrozbu; 3) systém zvláštních signálů a štítků označujících obsazení území.

Společná reakce na teritoriální značky - vyhýbání se - se dědí u zvířat. Biologická výhoda tohoto typu chování je jasná. Pokud by bylo o zabrání území rozhodnuto pouze na základě výsledku fyzického boje, vzhled každého silnějšího mimozemšťana by hrozilo majiteli ztráty místa a vyřazení z reprodukce.

Částečné překrývání jednotlivých území slouží jako způsob udržování kontaktu mezi členy populace. Sousední jednotlivci často udržují stabilní vzájemně výhodný systém vazeb: vzájemné varování před nebezpečím, společná ochrana před nepřáteli. Normální chování zvířat zahrnuje aktivní hledání kontaktů s představiteli jejich vlastního druhu, což se během období poklesu počtu často zintenzivňuje.

Některé druhy tvoří široce se potulující skupiny, které nejsou vázány na konkrétní území. Toto je chování mnoha druhů ryb během krmení.

Neexistují absolutní rozdíly mezi různými způsoby využití území. Prostorová struktura populace je velmi dynamická. Podléhá sezónním a dalším adaptivním změnám v souladu s místem a časem.

Zákony chování zvířat jsou předmětem speciální vědy - etologie. Systém vztahů mezi členy jedné populace se proto nazývá etologická nebo behaviorální struktura populace.

Chování zvířat ve vztahu k ostatním členům populace závisí v první řadě proto, že druh je součástí jediného nebo skupinového životního stylu.

Osamělý životní styl, ve kterém jsou jednotlivci populace nezávislí a navzájem izolovaní, je charakteristický pro mnoho druhů, ale pouze v určitých fázích životního cyklu. V přírodě se zcela osamocená existence organismů nevyskytuje, protože by nebylo možné vykonávat jejich hlavní životní funkci - reprodukci.

Rodinný životní styl také posiluje vazby mezi rodiči a jejich potomky. Nejjednodušším typem takového spojení je péče jednoho z rodičů o kladená vajíčka: ochrana spojky, inkubace, dodatečné provzdušňování atd. V rodinném životním stylu je územní chování zvířat nejvýraznější: různé signály, značení, rituální formy ohrožení a přímá agrese zajišťují vlastnictví pozemku dostatečného pro krmení potomků.

Větší sdružení zvířat - stáda, stáda a kolonie.Jejich formování je založeno na další komplikaci behaviorálních vztahů v populacích.

Život ve skupině prostřednictvím nervového a hormonálního systému se odráží v průběhu mnoha fyziologických procesů v těle zvířete. U izolovaných jedinců se rychlost metabolismu znatelně mění, rezervní látky se spotřebovávají rychleji, řada instinktů se neprojevuje a celková vitalita se zhoršuje.

Pozitivní skupinový efekt se projevuje pouze do určité optimální úrovně hustoty obyvatelstva. Pokud je zvířat příliš mnoho, ohrožuje to každého nedostatkem ekologických zdrojů. Poté vstupují do hry další mechanismy, které vedou ke snížení počtu jedinců ve skupině jejich rozdělením, rozptýlením nebo poklesem plodnosti.

Aktuální stránka: 15 (celkem má kniha 26 stran) [dostupná pasáž ke čtení: 18 stran]

Oddíl 53. Druhy, jejich kritéria

1. Co je to druh?

2. Jaké druhy rostlin a zvířat znáte?


Pohled. S rozvojem biologie přišlo pochopení, že ve srovnání s nekonečnou rozmanitostí podmínek, v nichž život pokračuje, je rozmanitost forem organismů konečná; je to, jakoby, shromažďováno v „uzlech“ - biologických druzích.

Biologické druhy - jedná se o soubor jedinců se schopností křížení s tvorbou plodných potomků; obývající určitou oblast; mající řadu společných morfologických a fyziologických charakteristik a podobností ve vztahu k biotickému a abiotickému prostředí.

Druh není jen systematická kategorie. Je nedílnou součástí živé přírody, oddělenou od ostatních druhů. Integrita druhu se projevuje ve skutečnosti, že jeho jedinci mohou žít a množit se pouze vzájemnou interakcí v důsledku vzájemných adaptací organismů vyvinutých v procesu evoluce: zvláštnosti koordinace struktury mateřského organismu a embrya, signalizační a vnímací systémy u zvířat, společenstvo území, podobnost životních návyků atd. reakce na sezónní změny klimatu atd. Úpravy druhů zajišťují zachování druhu, i když někdy mohou jednotlivce poškodit. Například říční okoun se živí vlastními mladistvými, díky čemuž druh přežívá s nedostatkem potravy, a to i přes ztrátu části potomstva. Každý druh existuje v přírodě jako historicky formovaný integrální útvar.

Izolace druhu je udržována reprodukční izolací (viz § 59), která mu brání v míchání s jinými druhy během reprodukce. Izolaci zajišťují rozdíly ve struktuře genitálií, nejednotnost stanovišť, rozdíly v načasování nebo rozmnožování, rozdíly v chování, ekologická disociace a další mechanismy, o kterých se dozvíte v následujících částech. Izolace druhů brání vzniku přechodných forem. Například bradavičnatá bříza neroste v mechových bažinách, kde obvykle roste trpasličí bříza. Kvůli izolaci se druhy navzájem nemísí.

Zobrazit kritéria. Charakteristické rysy a vlastnosti, kterými se některé druhy liší od ostatních, se nazývají kritéria druh.

Morfologické kritérium - toto je podobnost vnější a vnitřní struktury organismů. Karl Linnaeus například definoval druhy jako integrální skupiny organismů, které se strukturou liší od ostatních forem života. Jinými slovy, kritériem pro jejich klasifikaci jako daného druhu je přítomnost strukturních znaků, díky nimž je určitá skupina organismů navzájem podobná a zároveň odlišná od všech ostatních skupin.

Jednotlivci v rámci druhu jsou někdy tak proměnliví, že není vždy možné určit druh pouze podle morfologických kritérií. Existují morfologicky podobné druhy. Jedná se o sourozenecké druhy, které se vyskytují ve všech taxonomických skupinách. Například u černých krys jsou známy dva druhy sourozenců - s 38 a 49 chromozomy; komár anopheles má 6 sourozeneckých druhů; malá špetka, rozšířená ve sladké vodě, má 3 takové druhy. Sourozenecké druhy se vyskytují mezi nejrůznějšími organismy: ryby, hmyz, savci, rostliny, ale jedinci těchto sourozeneckých druhů se navzájem nekříží (obr. 72).

Genetické kritérium - toto je sada chromozomů charakteristických pro každý druh; jejich přesně definovaný počet, velikost a tvar, složení DNA. Sada chromozomů je hlavní druhovou charakteristikou. Jednotlivci různých druhů mají různé sady chromozomů, takže se nemohou křížit a jsou v přirozených podmínkách navzájem reprodukčně omezeni.


Postava: 72. Sourozenecké druhy: tetraploidní (vlevo) a diploidní (vpravo) druhy s hroty


Fyziologické kritérium - podobnost reakcí těla na vnější vlivy, rytmy vývoje a reprodukce. Toto kritérium je založeno na podobnosti všech životně důležitých procesů a především reprodukce. Zástupci různých druhů se zpravidla nekříží nebo jejich potomci jsou sterilní. Existují však výjimky. Například psi se mohou množit párením s vlky. Hybridy některých druhů ptáků (kanáry, pěnkavy), stejně jako rostliny (topoly, vrby), mohou být plodné. V důsledku toho je fyziologické kritérium také nedostatečné pro určení druhu jedinců.

Environmentální kritérium - jedná se o charakteristickou polohu druhu v přirozených společenstvích, jeho vztah k ostatním druhům, soubor faktorů prostředí nezbytných pro existenci.

Geografické kritérium - oblast rozšíření, určitá oblast obsazená druhem v přírodě.

Historické kritérium - společní předkové, jediná historie vzniku a vývoje druhu.

Kritéria druhů jsou vzájemně propojena a určují kvalitativní rys druhu. Ale žádný z nich není absolutní. Například dva různé druhy se nemusí lišit v anatomické struktuře a mají stejné chromozomové sady. Pokud se však liší chováním, potom se navzájem nekříží, a proto jsou od sebe izolováni. Pouze v souhrnu umožňují uvedená kritéria stanovit s dostatečnou spolehlivostí příslušnost organismu k jednomu nebo jinému druhu.

Druhy představují určitou úroveň organizace živé hmoty - druhu.

Biologické druhy. Kritéria druhů: morfologická, genetická, fyziologická, ekologická, zeměpisná, historická.

1. Uveďte definici biologického druhu.

2. Jaká druhová kritéria znáte?

3. Jaká je integrita druhu, jak se projevuje?

4. Proč je důležité chránit druhy v přírodě?

Seznam rostlinných a živočišných druhů, které znáte. Pokuste se seskupit druhy, které znáte, podle stupně podobnosti: a) morfologické; b) životní prostředí.

§ 54. Populace

1. Proč žijí organismy většiny druhů, které známe, ve skupinách v přírodě?

2. Proč se skupiny jednodruhových organismů (například houštiny rostlin, jako je pryskyřník, kopřiva, ostřice atd.) Nenacházejí všude, ale pouze v určitých oblastech? Co jsou to za stránky?


Ve skutečnosti je druh mnohem složitější formací než jen sbírkou navzájem si podobných jedinců. Rozkládá se na menší přirozená seskupení jednotlivců - populace, obývající oddělené, relativně malé oblasti rozsahu tohoto druhu.

Počet obyvatel Je skupina jednodruhových organismů, které zabírají určitou oblast území v rámci druhového rozpětí, volně se kříží a jsou částečně nebo úplně izolovány od ostatních populací.

Existence druhů ve formě populací je důsledkem heterogenity vnějších podmínek.

Populace zůstávají stabilní v čase a prostoru, i když se jejich počet může rok od roku měnit kvůli změnám podmínek reprodukce a vývoje organismů. V populacích existují ještě menší skupiny, do kterých se mohou sjednotit jednotlivci s podobným chováním nebo na základě rodinných vazeb (například hejna ryb nebo vrabci, hrdosti lvů). Tyto skupiny se však mohou rozpadat pod vlivem vnějších faktorů nebo se mísit s ostatními. Nejsou schopni se udržitelně živit.

Vztah organismů v populacích. Organismy, které tvoří populaci, jsou ve vzájemných vztazích v různých vztazích. Soutěží mezi sebou o určité typy zdrojů, mohou se navzájem jíst nebo se naopak bránit před predátorem. Vnitřní vztahy v populacích jsou velmi složité a rozporuplné. Odpovědi jednotlivců na změny životních podmínek a reakce populace se často neshodují. Smrt jednotlivých oslabených organismů (například predátorů) může zlepšit kvalitativní složení populace (včetně kvality dědičného materiálu, který má populace), zvýšit jeho schopnost přežít v měnících se podmínkách prostředí.

V každé populaci pohlavně se množících organismů dochází k neustálé výměně genetického materiálu; křížení jedinců z různých populací se vyskytuje mnohem méně často, proto je genetická výměna mezi různými populacemi omezená. Výsledkem je, že každá populace je charakterizována svou vlastní specifickou sadou genů (genový fond - viz níže) s poměrem frekvencí výskytu různých alel, které jsou vlastní pouze této populaci. Pod vlivem toho mohou v jednotlivých populacích vzniknout vlastnosti, které je od sebe odlišují. Existence ve formě populací tedy zvyšuje vnitřní rozmanitost druhu, jeho odolnost vůči místním změnám životních podmínek, umožňuje mu uchytit se v nových podmínkách. Směr a rychlost evolučních změn vyskytujících se u druhu do značné míry závisí na vlastnostech populací. Procesy formování nových druhů mají původ ve změnách vlastností jednotlivých populací.

Počet obyvatel.

1. Co je to populace?

2. Proč biologické druhy existují ve formě populací?

3. Jaké vlastnosti populací přispívají k udržitelné existenci druhu?

Oddíl 55. Genetické složení populací

1. Co je to přirozený výběr?

2. Co je to genotyp?


Populační genetika. V době Darwina genetická věda ještě neexistovala. Začalo se to rozvíjet na počátku 20. století. Bylo známo, že geny jsou nositeli dědičné variace. Pojmy genetiky přinesly další podrobná vysvětlení teorie přirozeného výběru Charlese Darwina. Syntéza genetiky a klasického darwinismu vedla k zrodu speciální oblasti výzkumu - populační genetiky, která umožnila vysvětlit z nových pozic procesy změn v genetickém složení populací, vznik nových vlastností organismů a jejich konsolidaci pod vlivem přirozeného výběru.

Genofond. Každá populace se vyznačuje určitým genofond, tj. celkové množství genetického materiálu složeného z genotypů jednotlivých jedinců.

Nezbytným předpokladem evolučního procesu je vznik elementárních změn v aparátu dědičnosti - mutace, jejich distribuce a konsolidace v genofondech populací organismů. Řízené změny v genofondech populací pod vlivem různých faktorů jsou elementární evoluční změny.

Jak již bylo uvedeno, přirozené populace v různých částech druhů se obvykle víceméně liší. V rámci každé populace probíhá bezplatné křížení jednotlivců. Výsledkem je, že každá populace je charakterizována svým vlastním genovým fondem s poměry různých alel, které jsou vlastní pouze této populaci.

Mutační proces je stálým zdrojem dědičné variace.V populaci několika milionů jedinců může v každé generaci dojít k několika mutacím doslova každého genu v této populaci. Kvůli kombinativní variabilitě se mutace šíří po celé populaci.

Přírodní populace jsou nasyceny širokou škálou mutací. Na to upozornil ruský vědec Sergej Sergejevič Chetverikov (1880-1959), který prokázal, že významná část variabilita genofondu skryté z pohledu, protože drtivá většina vznikajících mutací je recesivní a nevypadá navenek. Recesivní mutace jsou „pohlceny druhy v heterozygotním stavu“, protože většina organismů je heterozygotních pro mnoho genů. Taková latentní variabilita může být detekována v experimentech s křížením blízce příbuzných jedinců. Při takovém křížení přejdou některé recesivní alely, které byly v heterozygotním, a proto latentním stavu, do homozygotního stavu a mohou se objevit. Významná genetická variabilita přirozených populací je snadno detekovatelná v průběhu umělého výběru. Umělou selekcí z populace se vybírají jednotlivci, u nichž jsou nejvýraznější jakékoli ekonomicky hodnotné vlastnosti, a tito jedinci jsou kříženi mezi sebou. Umělý výběr je účinný téměř ve všech případech, kdy se používá. V důsledku toho existují genetické variace v populacích doslova pro každou vlastnost daného organismu.

Síly, které způsobují genové mutace, působí náhodně. Pravděpodobnost, že se mutant objeví v prostředí, ve kterém jej bude upřednostňovat selekce, není větší než v prostředí, ve kterém téměř jistě zemře. SS Chetverikov ukázal, že až na vzácné výjimky je většina nově vzniklých mutací škodlivá a v homozygotním stavu zpravidla snižuje životaschopnost jednotlivců. V populacích přetrvávají pouze díky selekci ve prospěch heterozygotů. Mutace, které jsou za určitých podmínek škodlivé, však mohou zvýšit životaschopnost za jiných podmínek. Mutace, která způsobuje nedostatečný rozvoj nebo úplnou absenci křídel u hmyzu, je tedy za normálních podmínek nepochybně škodlivá a jedinci bez křídel jsou rychle nahrazeni těmi normálními. Ale na oceánských ostrovech a horských průsmycích, kde fouká silný vítr, má takový hmyz výhody oproti jednotlivcům s normálně vyvinutými křídly.

Protože každá populace je obvykle dobře přizpůsobena svému stanovišti, velké změny tuto adaptabilitu obvykle snižují, stejně jako významné náhodné změny v mechanismu hodinek (vyjmutí pružiny nebo přidání kola) způsobují její nefunkčnost. Populace mají velké zásoby takových alel, které jí na tomto místě ani v daném čase nepřinášejí žádný užitek; zůstávají v populaci v heterozygotním stavu, dokud se v důsledku změn podmínek prostředí najednou neukáže, že jsou užitečné. Jakmile k tomu dojde, jejich frekvence se začne pod vlivem selekce zvyšovat a nakonec se stanou hlavním genetickým materiálem. V tom spočívá schopnost populace přizpůsobit se, tj. Přizpůsobit se novým faktorům - změně podnebí, vzniku nového predátora nebo konkurenta, a dokonce i znečištění člověka.

Příkladem této úpravy je vývoj druhů hmyzu rezistentních vůči insekticidům. Události se ve všech případech vyvíjejí stejným způsobem: při zavedení nového insekticidu (jedu působícího na hmyz) stačí jeho malé množství k úspěšnému boji proti škůdci. V průběhu času se musí koncentrace insekticidu zvyšovat, až je to nakonec neúčinné. První zpráva o rezistenci hmyzu na insekticid se objevila v roce 1947 a týkala se rezistence domácí mouchy na DDT. Následně byla zjištěna rezistence vůči jednomu nebo více insekticidům u nejméně 225 druhů hmyzu a jiných členovců. Geny schopné propůjčit insekticidní rezistenci byly zjevně přítomny v každé populaci těchto druhů; jejich působení nakonec zajistilo snížení účinnosti jedů používaných k hubení škůdců.

Mutační proces tedy vytváří materiál pro evoluční transformace a vytváří rezervu dědičné variability v genofondu každé populace a druhu jako celku. Udržováním vysokého stupně genetické rozmanitosti v populacích vytváří základ pro působení přirozeného výběru a mikroevoluce.

Genofond populace.

1. Co je to genofond populace?

2. Proč se většina mutací neobjevuje zvenčí?

3. Jaká je schopnost populace přizpůsobit se novým podmínkám?

4. Jak lze identifikovat recesivní alely?

§ 56. Změny v genofondu populací

1. Jaký je obsah pojmu „populační genofond“?

2. Jaký je zdroj změn v genofondu?


Populace, které mají specifický genový fond pod kontrolou přirozeného výběru, hrají zásadní roli v evolučních transformacích druhu. Všechny procesy vedoucí ke změnám druhů začínají na úrovni populací druhů a jsou řízenými procesy transformace populačního genofondu.

Genetická rovnováha v populacích. Frekvence výskytu různých alel v populaci je dána frekvencí mutací, selekčním tlakem a někdy i výměnou dědičných informací s jinými populacemi v důsledku migrace jednotlivců. S relativní stálostí podmínek a vysokou velikostí populace vedou všechny tyto procesy ke stavu relativní rovnováhy. Výsledkem je, že genofond těchto populací je vyvážený, genetická rovnováha, nebo stálost frekvencí výskytu různých alel.

Příčiny genetické nerovnováhy. Předchozí příklad s účinkem insekticidů naznačuje, že vede účinek přirozeného výběru řízené změny v populačním genofondu - zvýšení frekvence „užitečných“ genů. Dochází k mikroevolučním změnám. Změny v genofondu však mohou nést a neřízený, náhodný znak. Nejčastěji jsou spojeny s výkyvy v počtu přirozených populací nebo s prostorovou izolací části organismů v dané populaci.

Neřízené, náhodné změny v genofondu může nastat z různých důvodů. Jeden z nich - migrace, tj. přesun části populace do nového prostředí. Pokud se malá část populace zvířat nebo rostlin usadí na novém místě, bude genofond nově vytvořené populace nevyhnutelně menší než genofond mateřské populace. Z náhodných důvodů se alelové frekvence v nové populaci nemusí shodovat s frekvencemi v původní populaci. Geny, dříve vzácné, se mohou rychle šířit (v důsledku sexuální reprodukce) mezi jednotlivci nové populace. A dříve rozšířené geny mohou chybět, pokud nebyly v genotypech zakladatelů nové osady.

Podobné změny lze pozorovat v případech, kdy populace je rozdělena na dva nerovné části přírodními nebo umělými překážkami. Například na řece byla postavena přehrada, která rozdělila rybí populaci, která tam žila, na dvě části. Genofond malé populace, pocházející z malého počtu jedinců, se může opět z náhodných důvodů lišit od původního genofondu ve složení. Bude v sobě nést pouze ty genotypy, které se náhodně objevily mezi malým počtem zakladatelů nové populace. Vzácné alely se mohou ukázat jako běžné v nové populaci, která vznikla v důsledku její izolace od původní populace.

Složení genofondu se může změnit kvůli rozličný přírodní katastrofy, když přežije jen několik organismů (například v důsledku povodní, sucha nebo požárů). V populaci, která přežila katastrofu, sestávající z jedinců, kteří přežili náhodou, bude složení genofondu vytvořeno z náhodně vybraných genotypů. Po poklesu počtu začíná hromadná reprodukce, která začíná malou skupinou. Genetické složení této skupiny bude určovat genetickou strukturu celé populace během jejího rozkvětu. Zároveň mohou některé mutace úplně zmizet, zatímco koncentrace ostatních dramaticky vzroste. Soubor genů, které zbyly od žijících jedinců, se může mírně lišit od těch, které existovaly v populaci před katastrofou.

Prudké výkyvy ve velikosti populace, ať už jsou způsobeny cokoli, mění frekvenci alel v genofondu populací. Pokud se vytvoří nepříznivé podmínky a populace se sníží v důsledku smrti jednotlivců, může dojít ke ztrátě některých genů, zejména vzácných. Obecně platí, že čím menší je velikost populace, tím vyšší je pravděpodobnost ztráty vzácných genů, tím větší je vliv náhodných faktorů na složení genofondu. Periodické kolísání počtu je charakteristické pro téměř všechny organismy. Tyto výkyvy mění frekvenci genů v populacích, které se navzájem nahrazují. Příkladem je některý hmyz; po zimě přežije jen malý počet z nich. Tato malá část vede k nové letní populaci, její genofond se často liší od genofondu populace, která existovala před rokem.

Působení náhodných faktorů tedy ve srovnání s počátečním stavem ochuzuje a mění genofond malé populace. Tento jev se nazývá genový drift. V důsledku driftu genů se může objevit životaschopná populace se zvláštním genovým fondem, převážně náhodným, protože výběr v tomto případě nehrál hlavní roli. Se zvyšujícím se počtem jedinců bude znovu obnoven účinek přirozeného výběru, který se rozšíří do nového genofondu, což povede k jeho směrovým změnám. Kombinace všech těchto procesů může vést k izolaci nového druhu.

Směrované změny v genofondu nastat v důsledku přirozeného výběru. Přirozený výběr vede k postupnému zvyšování frekvencí některých genů (užitečné za těchto podmínek) a ke snížení ostatních. V důsledku přirozeného výběru jsou užitečné geny fixovány v genofondu populací, tj. Těch, které upřednostňují přežití jednotlivců za daných podmínek prostředí. Jejich podíl se zvyšuje a mění se celkové složení genofondu. Změny v genofondu pod vlivem přirozeného výběru by měly také vést ke změnám fenotypů, vlastností vnější struktury organismů, jejich chování a životního stylu a nakonec - k lepší adaptaci populace na tyto podmínky prostředí.

Genetická rovnováha. Náhodné změny ve složení genofondu. Genový drift. Směrované změny v genofondu.

1. Za jakých podmínek je možná rovnováha mezi různými alelami populačního genofondu?

2. Jaké síly způsobily řízené změny v genofondu?

3. Jaké faktory jsou příčinou genetické nerovnováhy?

4. Jaké jsou důvody rozdílu v genofondech izolovaných populací stejného druhu?

Diskutujte o tom, jak lidské činnosti mění genofond divokých a domácích druhů zvířat a rostlin.

1. Co je to přirozený výběr?

Odpovědět. Přirozený výběr je proces původně definovaný Charlesem Darwinem jako vedoucí k přežití a preferenční reprodukci jedinců více přizpůsobených těmto podmínkám prostředí a majících užitečné dědičné vlastnosti. V souladu s Darwinovou teorií a moderní syntetickou evoluční teorií jsou hlavním materiálem pro přirozený výběr náhodné dědičné změny - rekombinace genotypů, mutací a jejich kombinací.

2. Co je to genotyp?

Odpovědět. Termín „genotyp“ zavedl do vědy Johanson v roce 1909. Genotyp (genotyp, z řečtiny genos - rod a typos - otisk, tvar, vzor) - soubor genů organismu, v širším smyslu - soubor všech dědičných faktorů organismu, jako jaderný a nejaderné. Kombinace jedinečných genomů (sad) získaných od každého rodiče vytváří genotyp, který je základem genetické osobnosti. Pojmy genotyp a fenotyp jsou v biologii velmi důležité. Jak již bylo uvedeno výše, genotyp tvoří souhrn všech genů organismu. Souhrn všech charakteristik organismu (morfologických, anatomických, funkčních atd.) Představuje fenotyp. Po celý život organismu se jeho fenotyp může měnit, ale genotyp zůstává nezměněn. To je způsobeno skutečností, že fenotyp se tvoří pod vlivem genotypu a podmínek prostředí. Slovo genotyp má dva významy. V širším smyslu je to souhrn všech genů daného organismu. Ale ve vztahu k experimentům typu, který stanovil Mendel, označuje slovo genotyp kombinaci alel, které kontrolují danou vlastnost (například organismy mohou mít genotyp AA, Aa nebo aa).

Genotyp tedy je: - celá sada genetických (genomových) charakteristik a charakteristik určitých párů alel, které má jedinec ve studované oblasti genomu, charakteristické pro daného jedince.

Otázky po § 55

1. Co je to genofond populace?

Odpovědět. Každá populace je charakterizována určitým genovým fondem, tj. Celkovým množstvím genetického materiálu, který je složen z genotypů jednotlivých jedinců.

Nezbytným předpokladem evolučního procesu je vznik elementárních změn v aparátu dědičnosti - mutace, jejich distribuce a konsolidace v genofondech populací organismů. Řízené změny v genofondech populací pod vlivem různých faktorů jsou elementární evoluční změny.

Jak již bylo uvedeno, přirozené populace v různých částech druhů se obvykle víceméně liší. V rámci každé populace probíhá bezplatné křížení jednotlivců. Výsledkem je, že každá populace je charakterizována svým vlastním genovým fondem s poměry různých alel, které jsou vlastní pouze této populaci.

2. Proč se většina mutací neobjevuje zvenčí?

Odpovědět. Přírodní populace jsou nasyceny širokou škálou mutací. Upozornil na to ruský vědec Sergej Sergejevič Četverikov (1880-1959), který zjistil, že významná část variability genofondu je skrytá, protože drtivá většina vznikajících mutací je recesivní a nevypadá navenek. Recesivní mutace jsou „pohlceny druhy v heterozygotním stavu“, protože většina organismů je heterozygotních pro mnoho genů. Taková latentní variabilita může být detekována v experimentech s křížením blízce příbuzných jedinců. Při takovém křížení přejdou některé recesivní alely, které byly v heterozygotním, a proto latentním stavu, do homozygotního stavu a mohou se objevit. Významná genetická variabilita přirozených populací je snadno detekovatelná v průběhu umělého výběru. Umělou selekcí z populace se vybírají jednotlivci, u nichž jsou nejvýraznější jakékoli ekonomicky hodnotné vlastnosti, a tito jedinci jsou kříženi mezi sebou. Umělý výběr je účinný téměř ve všech případech, kdy se používá. V důsledku toho existují genetické variace v populacích doslova pro každou vlastnost daného organismu.

3. Jaká je schopnost populace přizpůsobit se novým podmínkám?

Odpovědět. Protože každá populace je obvykle dobře přizpůsobena svému stanovišti, velké změny tuto adaptabilitu obvykle snižují, stejně jako významné náhodné změny v mechanismu hodinek (vyjmutí pružiny nebo přidání kola) způsobují její nefunkčnost. Populace mají velké zásoby takových alel, které jí na tomto místě ani v daném čase nepřinášejí žádný užitek; zůstávají v populaci v heterozygotním stavu, dokud se v důsledku změn podmínek prostředí najednou neukáže, že jsou užitečné. Jakmile k tomu dojde, jejich frekvence se pod vlivem selekce začne zvyšovat a nakonec se stanou hlavním genetickým materiálem. V tom spočívá schopnost populace přizpůsobit se, tj. Přizpůsobit se novým faktorům - změně podnebí, vzniku nového predátora nebo konkurenta, a dokonce i znečištění člověka.

Příkladem této úpravy je vývoj druhů hmyzu rezistentních vůči insekticidům. Události se ve všech případech vyvíjejí stejným způsobem: při zavedení nového insekticidu (jedu působícího na hmyz) stačí jeho malé množství k úspěšnému boji proti škůdci. V průběhu času se musí koncentrace insekticidu zvyšovat, až je to nakonec neúčinné. První zpráva o rezistenci hmyzu na insekticid se objevila v roce 1947 a týkala se rezistence domácí mouchy na DDT. Následně byla zjištěna rezistence vůči jednomu nebo více insekticidům u nejméně 225 druhů hmyzu a jiných členovců. Geny schopné propůjčit insekticidní rezistenci byly zjevně přítomny v každé populaci těchto druhů; jejich působení a nakonec zajistilo snížení účinnosti jedů používaných k hubení škůdců

4. Jak lze identifikovat recesivní alely?

Odpovědět. Recesivní alela (z latinského recessus - retreat) je alela, jejíž fenotyp se neprojevuje u heterozygotů, ale projevuje se homozygotním nebo hemizygotním genotypem pro tuto alelu. Pokud jsou recesivní alely v homozygotním stavu, projeví se fenotypem. Pokud je nutné zjistit, zda jsou přítomny v genotypu organismu s dominantním fenotypem, použije se analýza křížení. Za tímto účelem je testovaný organismus křížen s nosičem recesivního fenotypu. Pokud jsou v potomcích recesivní jedinci, pak je testovaný organismus nositelem recesivního genu.

Vaše dobrá práce ve znalostní bázi je jednoduchá. Použijte formulář níže

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci využívající znalostní základnu při studiu a práci vám budou velmi vděční.

Zveřejněno na http://www.allbest.ru/

Osnova lekce biologie

Téma: Genetické složení populací

genetická mutační dědičná populace

Typ lekce: lekce, která odhaluje obsah tématu.

Účel lekce:nadále prohlubovat a rozšiřovat znalosti o populacích, charakterizovat koncept genofondu populací.

Úkoly:

Vzdělávací. Vytvořit koncept populační genetiky; charakterizovat populační genofond; zjistit, že mutační proces je stálým zdrojem dědičné variace.

Rozvíjející se. Pokračujte v rozvoji schopnosti pozorovat a zaznamenávat hlavní věc při poslechu zpráv a práci s učebnicovým materiálem.

Vzdělávací.Pokračujte ve vytváření vědeckého rozhledu, lásky k přírodě a pracovní kultury založené na uchovávání poznámek v notebooku.

Zařízení

Tabulky, výukový program.

Během hodin

1. Organizační moment 1-2 min. Průzkum domácích úkolů: 1) Co je to populace? 2) Proč existují biologické druhy ve formě populací? 5-7 minut

2. Učení nového materiálu. 25 minut

3. Konsolidace studovaného materiálu. Hodnocení.

4. Domácí práce.

2. Učení nového materiálu

Konsolidace studovaného materiálu

4. Domácí úkol

Populační genetika... V době Darwina genetická věda ještě neexistovala. Začalo se to rozvíjet na počátku 20. století. Bylo známo, že geny jsou nositeli dědičné variace.

Pojmy genetiky přinesly další podrobná vysvětlení teorie přirozeného výběru Charlese Darwina. Syntéza genetiky a klasického darwinismu vedla k zrodu speciální oblasti výzkumu - populační genetiky, která umožnila vysvětlit z nových pozic procesy změny genetického složení populací, vznik nových vlastností organismů a jejich konsolidaci pod vlivem přirozeného výběru.

Genofond. Každá populace je charakterizována specifickým genovým fondem, tj. celkové množství genetického materiálu, které se skládá z genotypů jednotlivých jedinců.

Nezbytným předpokladem evolučního procesu je vznik elementárních změn v aparátu dědičnosti - mutace, jejich distribuce a konsolidace v genofondech populací organismů. Řízené změny v genofondech populací pod vlivem různých faktorů jsou elementární evoluční změny.

Jak již bylo uvedeno, přirozené populace v různých částech druhů se obvykle víceméně liší. V rámci každé populace probíhá bezplatné křížení jednotlivců. Výsledkem je, že každá populace je charakterizována svým vlastním genovým fondem s poměry různých alel, které jsou vlastní pouze této populaci.

Mutační proces je stálým zdrojem dědičné variace. V populaci několika milionů jedinců může v každé generaci dojít k několika mutacím doslova každého genu v této populaci. Kvůli kombinativní variabilitě se mutace šíří po celé populaci.

Přírodní populace jsou nasyceny širokou škálou mutací. Upozornil na to ruský vědec Sergej Sergejevič Četverikov (1880–1959), který zjistil, že významná část variability genofondu je skrytá, protože drtivá většina vznikajících mutací je recesivní a nevypadá navenek. Recesivní mutace jsou „pohlceny druhy v heterozygotním stavu“, protože většina organismů je heterozygotních pro mnoho genů. Taková latentní variabilita může být detekována v experimentech s křížením blízce příbuzných jedinců. Při takovém křížení přejdou některé recesivní alely, které byly v heterozygotním, a proto latentním stavu, do homozygotního stavu a mohou se objevit.

Významná genetická variabilita přirozených populací je snadno detekovatelná v průběhu umělého výběru. Při umělém výběru jsou tito jedinci vybráni z populace, ve které jsou nejvýraznější jakékoli ekonomicky cenné vlastnosti, a tito jedinci jsou mezi sebou kříženi. Umělý výběr se ukazuje jako účinný téměř ve všech případech, kdy se uchýlí. V důsledku toho existují genetické variace v populacích doslova pro každou vlastnost daného organismu.

Síly, které způsobují genové mutace, působí náhodně. Pravděpodobnost, že se mutant objeví v prostředí, ve kterém jej bude upřednostňovat selekce, není větší než v prostředí, ve kterém téměř jistě zemře. S.S. Chetverikov ukázal, že až na vzácné výjimky je většina nově vzniklých mutací škodlivá a v homozygotním stavu zpravidla snižuje životaschopnost jednotlivců. V populacích přetrvávají pouze díky selekci ve prospěch heterozygotů. Mutace, které jsou za určitých podmínek škodlivé, však mohou zvýšit životaschopnost za jiných podmínek. Mutace, která způsobuje nedostatečný rozvoj nebo úplnou absenci křídel u hmyzu, je tedy za normálních podmínek nepochybně škodlivá a jedinci bez křídel jsou rychle nahrazeni těmi normálními. Ale na oceánských ostrovech a horských průsmycích, kde fouká silný vítr, má takový hmyz výhody oproti jednotlivcům s normálně vyvinutými křídly.

Protože každá populace je obvykle dobře přizpůsobena svému stanovišti, velké změny tuto adaptabilitu obvykle snižují, stejně jako významné náhodné změny v mechanismu hodinek (vyjmutí pružiny nebo přidání kola) způsobují její nefunkčnost. Populace mají velké zásoby takových alel, které jí na tomto místě ani v daném čase nepřinášejí žádný užitek; zůstávají v populaci v heterozygotním stavu, dokud se v důsledku změn podmínek prostředí najednou neukáže, že jsou užitečné. Jakmile k tomu dojde, jejich frekvence se začne pod vlivem selekce zvyšovat a nakonec se stanou hlavním genetickým materiálem. Zde leží schopnost populace přizpůsobit se, tj. přizpůsobit se novým faktorům - změně klimatu, vzniku nového predátora nebo konkurenta a dokonce i znečištění člověka.

Příkladem této úpravy je vývoj druhů hmyzu rezistentních vůči insekticidům. Události se ve všech případech vyvíjejí stejným způsobem: při zavedení nového insekticidu (jedu působícího na hmyz) stačí jeho malé množství k úspěšnému boji proti škůdci. V průběhu času se musí koncentrace insekticidu zvyšovat, až je to nakonec neúčinné. První zpráva o rezistenci hmyzu na insekticid se objevila v roce 1947 a týkala se rezistence domácí mouchy na DDT. Následně byla zjištěna rezistence vůči jednomu nebo více insekticidům u nejméně 225 druhů hmyzu a jiných členovců. Geny schopné propůjčit insekticidní rezistenci byly zjevně přítomny v každé populaci těchto druhů; jejich působení nakonec zajistilo snížení účinnosti jedů používaných k hubení škůdců.

Mutační proces tedy vytváří materiál pro evoluční transformace a vytváří rezervu dědičné variability v genofondu každé populace a druhu jako celku. Udržováním vysokého stupně genetické rozmanitosti v populacích vytváří základ pro působení přirozeného výběru a mikroevoluce.

Zveřejněno na Allbest.ru

Podobné dokumenty

    Podstata a zdroje genetické variability v přírodních populacích. Charakteristika kombinačních a mutačních typů dědičné variability. Vlastnosti fenotypové variability vyplývající z vlivu podmínek prostředí.

    semestrální práce, přidáno 09/14/2011

    Mikroevoluce jako proces transformace genetické struktury populací pod vlivem evolučních faktorů. Základní jednotka evoluce a její vlastnosti. Vlastnosti populací, jejich genetické složení. Elementární evoluční faktory, mutace.

    abstrakt přidán 12. 9. 2013

    Variabilita modifikace je proces vztahu mezi organismem a prostředím; populace a čisté linie; fenotyp a genotyp. Mutační variabilita: typy, klasifikace. Zákon homologní řady v dědičné variaci, použití při výběru.

    semestrální práce, přidáno 06/09/2011

    Populace a jejich vlastnosti: sebereprodukce, genetická variabilita, plodnost, úmrtnost, emigrace, imigrace. Pravidelnosti a typy populační dynamiky. Plodnost hmyzu a jeho schopnost reprodukce jsou biotickým potenciálem.

    abstrakt, přidáno 08/12/2015

    Rozdíly ve struktuře, reprodukci a chování jednotlivců v důsledku různých podmínek stanoviště populace. Počet jedinců v populacích, jeho změny v čase. Věkové složení obyvatelstva, možnosti jeho předpovídání na několik příštích let.

    prezentace přidána 26. 2. 2015

    Pokrok jako směr vývoje. Vývoj od archantropu k neoantropu. Korelace a koordinace systémů a orgánů ve fylogenezi. Mutační proces jako faktor mikroevoluce. Specializace a její role v evoluci. Pravidlo postupné specializace.

    test, přidáno 06/08/2013

    Pojem a funkce variability jako schopnost živých organismů získávat nové znaky a vlastnosti, hodnota tohoto procesu při přizpůsobování se měnícím se podmínkám prostředí. Koncept a charakter, stádia průběhu mutační variability.

    prezentace přidána 30. 11. 2013

    Hybridologická analýza využívající jako příklad hrášek. Doba kvetení a technika křížení. Technika křížení obilovin (pšenice a žita). Hodnocení plodnosti rostlin pylovými zrny. Genetický polymorfismus populací rostlin.

    praktická práce, přidáno 12. 5. 2013

    Genetika jako věda o zákonech a mechanismech dědičnosti a variability, její vývoj. Moderní formulace Mendelových zákonů. Objev DNA švýcarským vědcem Johannem Friedrichem Miescherem v roce 1869. Vlastnosti genetického kódu. Fáze reprodukce virů.

    prezentace přidána 14. 8. 2015

    Studium prostorového rozložení, sezónního výskytu a vývoje motýla mnemosyne na území ruského severního národního parku. Charakterizace sexuální struktury populace a morfologické variability dospělých metrickými znaky.

chyba:Obsah je chráněn !!